中頻爐采用中頻電源進行感應加熱，熔煉保溫，中頻電爐主要用于熔煉碳鋼，合金鋼，種鋼，也可用于銅，鋁等有色金屬的熔煉和提溫。設備體積小，重量輕，率高，耗電少，熔化升溫快，爐溫易控制，生產率高。

　　中頻爐般是在工廠鑄造及熱處理中使用，中頻爐現在已經逐步替代了燃煤爐、燃氣爐、燃油爐及普通電阻爐，成為了工廠鑄造及熱處理的新寵。這個中頻爐使用很方便，大家知道它的工作原理是什么嗎？帶著問題去下文尋找答案吧！

　、中頻爐工作原理

　　中頻爐通過可控硅的整流逆變產生中頻電源，送到爐體線圈上，爐體（線圈）中間產生中頻電磁場，從而使爐體內的金屬產生渦流，渦流再使金屬產生大量的熱能使得金屬熔化。
　　中頻爐主要由電源、感應圈及感應圈內用耐火材料筑成的坩堝組成。坩堝內盛有金屬爐料，相當于變壓器的副繞組，當感應圈接通交流電源時，在感應圈內產生交變磁場，其磁力線切割坩堝中的金屬爐料，在爐料中就產生了感應電動勢，由于爐料本身形成閉合回路，此副繞組的點是僅有匝而且是閉合的。所以在爐料中同時產生感應電流，感應電流通過爐料時，對爐料進行加熱促使其熔化。
　　中頻爐也是種電磁爐，工作過程如下：先是通過個逆變電源，把三相交流電整流（用晶閘管）變成單相直流電，然后由逆變橋逆變成種500-1000Hz的中頻脈沖交流電，再通過爐膽內的銅圈形成磁場，磁場使圈內的鋼材產生渦流，渦流流過被加熱的鋼材，產生熱量，從而達到熔煉鋼材的目的。中頻電爐般頻率為800-20000Hz。

　二、中頻爐工作原理圖解

　　本機的主電路框圖如圖所示。整流器采用三相橋式控整流電路，逆變器采用單相橋式逆變電路，負載為并聯諧振形式，直流濾波環節為大電感濾波，以滿足并聯逆變器的輸入要求。

　　1、三相橋式控整流電路

　　三相橋式控整流電路的輸出電壓為：
　　Ud=2.34U2cosa……（1）
　　其中，Ud——輸出直流電壓平均值
　　U2———電網相電壓
　　a —— 觸發移相角

　　在不同a角下的輸出電壓的波形（在感性負載和電流非斷續狀態下）。其中a>90°的狀態稱為整流的逆變工作狀態，其實質是負載向電網反饋能量。

　　整流觸發電路采用數字集成電路構成，所采用芯片的型號、功能及有關說明如表所示。

　　本裝置的整流觸發同步信號由同步變壓器提供，經RC濾波及比較放大，找出觸發同步信號的過零點，再由數字計數器計數延時。觸發脈寬由555構成的單穩確定，并由555進行高頻調制，以減小觸發脈沖變壓器的體積。本觸發電路具有抗干擾能力強、延時準確、調試方便、觸發可靠、功耗低及體積小的優點。
　　2、單相橋式并聯逆變電路

　　并聯逆變器的基本線路如圖所示。圖中V7—V10組成了個橋式逆變電路，Ld為直流濾波電感，Lr為感應爐等電路，C為補償電容，由L、r、C組成個并聯諧振電路。Ld使整流橋輸出的直流電流連續，電流紋波減小，這樣可近似地把整流橋輸出電流看成平直電流。Ld的另個作用是限制中頻電流進入工頻電網，起隔離作用；當逆變失敗時，它也起限制浪涌電流的作用。

　　逆變橋由四只橋臂構成，每臂為只晶閘管和個限流電抗器串聯組成。限流的作用是限制逆變晶閘管導通時的電流上升率(di/dt),使它不超過允許的數值。如果橋臂中V7、 V10和V8、V9輪流導通，便將直流Id逆變為在負載中流動的電頻電流。
　　為使逆變器正常工作，其工作頻率應高于負載諧振頻率。此時負載回路對輸入的中頻梯形電流中的高次諧波電流呈現低阻抗，對中頻梯形波電流中的基波電流呈現高阻抗，因而使輸出電壓接近正弦波。

　　由于逆變工作頻率略高于負載諧振頻率，使晶閘管獲得定的換相關斷時間tj,從[圖5]可以看出，j也是負載功率因數角。從數學分析可知，中頻負載電壓對輸主直流電壓有如下關系：
　　UL=1.11Ud/cosj……（2）
　　為了提高輸出額定功率因數角，應盡量減小tj,但tj的減小就意味著逆變晶閘管道關斷時間的減小，這不利于逆變器的可靠工作，加外通常加大換相關斷時間tf會增加晶閘管的電壓定額。因此需兩者兼顧，通常取j=30°左右。由于中頻電源負載參數(L、r)隨著工件的多少和工件溫度 的變化而變化，因此負載頻率也是隨時間變化的。為了獲得恒定的引前時間以保證可靠換流，逆變頻率必須隨著負載諧振頻率而變，并始終略高于負載諧振頻率，這就是說，逆變觸發電路不能采用恒定的頻率的他激方式，而必須采用自激方式，即自動跟蹤負載頻率。
　　逆變觸發同步信號是由中頻輸出電壓和補償電容電流的取樣信號合成的，該合成信號滯后于補償電容電流而超前于中頻輸出電壓，其過零時刻即為逆變觸發時刻?？梢娔孀冇|發頻率始終略高于負載諧振頻率。
　　逆變觸發同步信號為中頻正弦信號，經高靈敏度的比較器LM311轉換為方波，在方波的上跳沿及下跳沿各送出個寬度定的脈沖到相應的逆變晶閘管，即可完成頻率自動跟蹤的逆變觸發。
　　看了本文之后是不是已經知道了中頻爐的基本工作原理了，下次在使用的時候就會更明白這是怎么工作的，知道是利用什么變熱將鋼材哪些堅硬的金屬給融化掉的了，可以不用只會使用卻不懂其中的奧妙。